江陰智能化工廠物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)設計

鋼鐵行業(yè)是國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，制造流程長、工序多，生產(chǎn)分段連續(xù)，主要面臨生產(chǎn)運營增效難、產(chǎn)能嚴重過剩、節(jié)能綠色低碳壓力大、本質安全水平較低等痛點。中國寶武、鞍山鋼鐵、馬鋼集團等企業(yè)應用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)積極探索生產(chǎn)工藝優(yōu)化、多工序協(xié)同優(yōu)化、多基地協(xié)同、產(chǎn)融結合等典型應用場景，一方面通過數(shù)據(jù)深度分析帶動生產(chǎn)效率、質量和效益提升，另一方面實現(xiàn)多區(qū)域、多環(huán)節(jié)、多業(yè)務系統(tǒng)的協(xié)同響應與綜合決策，通過模式創(chuàng)新實現(xiàn)新價值創(chuàng)造和新動能培育。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涵蓋制造業(yè)、能源等實體經(jīng)濟領域，一旦發(fā)生網(wǎng)絡攻擊、破壞行為，安全事件影響嚴重。江陰智能化工廠物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)設計

(6)免執(zhí)照頻段。采用直接序列擴頻在工業(yè)科學醫(yī)療(Industrial Scientific Medical，ISM)頻段，分別為2．4 GHz(全球)、915 MHz(美國)和868 MHz(歐洲)。圖6為無線通信抄表系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖，整個網(wǎng)絡主要由四部分組成：計量儀表、本地無線通信網(wǎng)絡、遠方通信網(wǎng)絡以及數(shù)據(jù)交換設備。ZIGBEE無線通信抄表系統(tǒng)的體系結構也繼承了無線通信抄表系統(tǒng)，它的結構與無線抄表系統(tǒng)大致一樣，整個網(wǎng)絡也由計量儀表、ZIGBEE采集器（負責與計量儀表之間的通信）、ZIGBEE網(wǎng)絡終端（負責與上層通訊網(wǎng)絡的對接，譬如工業(yè)太網(wǎng)等）、上層通信網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)交換存儲設備。ZIGBEE無線通信抄表系統(tǒng)一般采用的組網(wǎng)方式是MESH的網(wǎng)狀網(wǎng)絡，MESH網(wǎng)絡能更好得保證通信質量，保證單一節(jié)點出現(xiàn)故障時不影響其他節(jié)點通信狀態(tài)。江陰智能化工廠物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)設計空中客車通過在供應鏈體系中應用傳感網(wǎng)絡技術，構建了全球制造業(yè)中規(guī)模大、效率供應鏈體系。

ZIGBEE協(xié)議基于IEEE 802.15.4標準，從2004年發(fā)布ZIGBEE V1．0到***的增加了ZIGBEE-PRO擴展指令集的ZIGBEE2006版本，ZIGBEE功能不斷強大。ZIGBEE具備強大的設備聯(lián)網(wǎng)功能(見圖2)，它支持3種主要的自組織無線網(wǎng)絡類型，即星型結構(Star)、網(wǎng)狀結構(Mesh)和樹型結構(Cluster Tree)，特別是網(wǎng)狀結構，具有很強的網(wǎng)絡健壯性和系統(tǒng)可靠性。與目前普遍應用的wi-Fi、Bluetooth等短距離無線通訊技術相比較，ZIGBEE的特點主要有：圖2ZIGBEE網(wǎng)絡拓撲分類圖2 ZIGBEE網(wǎng)絡拓撲分類

企業(yè)內(nèi)網(wǎng)用于連接企業(yè)內(nèi)人員、機器、材料、環(huán)境、系統(tǒng)，主要包含信息（IT）網(wǎng)絡和控制（OT）網(wǎng)絡。當前，內(nèi)網(wǎng)技術發(fā)展呈現(xiàn)三個特征： IT和OT正走向融合，工業(yè)現(xiàn)場總線向工業(yè)以太網(wǎng)演進，工業(yè)無線技術加速發(fā)展。數(shù)據(jù)互通是通過對數(shù)據(jù)進行標準化描述和統(tǒng)一建模，實現(xiàn)要素之間傳輸信息的相互理解，數(shù)據(jù)互通涉及數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)語義語法等不同層面。其中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)湫图夹g包括嵌入式過程控制統(tǒng)一架構（OPC UA）、消息隊列遙測傳輸（MQTT）、數(shù)據(jù)分發(fā)服務（DDS）等；數(shù)據(jù)語義語法主要指信息模型，典型技術包括語義字典、自動化標記語言（automation ML）、儀表標記語言（Instrument ML）等。一是加速網(wǎng)絡演進升級。

2022年，中國正建設現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系，推進新型工業(yè)化。當前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺體系加快構建，已延伸至45個國民經(jīng)濟大類，產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破萬億元。 [18]截至2023年3月2日，第51次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》顯示：中國具有影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺達240個 [19]。2023年4月27日，工信部表示將制定推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)高質量發(fā)展的指導意見，出臺實施“5G﹢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”、標識“貫通”三年行動計劃，鼓勵有條件的地區(qū)先行先試、率先發(fā)展，營造工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)高質量發(fā)展良好生態(tài)。 [20]電信運營商已開始推廣基于物聯(lián)網(wǎng)的污染治理實時監(jiān)測解決方案。江陰智能化工廠物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)設計

數(shù)據(jù)體系是要素。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)有三個特性。江陰智能化工廠物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)設計

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不是互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)的簡單應用，而是具有更為豐富的內(nèi)涵和外延。它以網(wǎng)絡為基礎、平臺為中樞、數(shù)據(jù)為要素、安全為保障，既是工業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化轉型的基礎設施，也是互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能與實體經(jīng)濟深度融合的應用模式，同時也是一種新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)，將重塑企業(yè)形態(tài)、供應鏈和產(chǎn)業(yè)鏈。當前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應用向國民經(jīng)濟重點行業(yè)***拓展，形成平臺化設計、智能化制造、網(wǎng)絡化協(xié)同、個性化定制、服務化延伸、數(shù)字化管理六大新模式，賦能、賦智、賦值作用不斷顯現(xiàn)，有力的促進了實體經(jīng)濟提質、增效、降本、綠色、安全發(fā)展。江陰智能化工廠物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)設計

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